Controle de harmônicos e potência reativa em cargas desbalanceadas utilizando um filtro híbrido trifásico dual baseado no inversor nove-chaves

Abstract

Nas últimas décadas, o uso de cargas não-lineares tem crescido rapidamente, provocando perturbações no sistema elétrico. Esses problemas são, majoritariamente, causados por cargas não-lineares monofásicas e trifásicas. As cargas não-lineares consomem níveis indesejados de componentes harmonicas de corrente. Tais perturbações têm prejudicado o funcionamento de processos industriais automatizados e outros equipamentos sensíveis conectados à rede elétrica, que necessitam de energia com boa qualidade. O excesso de potência reativa fornecida pela rede podem trazer consequências como perdas na forma de calor, e subutilização da capacidade instalada. Por isso, este trabalho apresenta um sistema de controle responsável mitigar correntes harmônicas e controlar a potência reativa em cargas desbalanceadas utilizando um filtro híbrido trifásico dual baseado no inversor nove-chaves. Desses controles, apenas, o controle de correntes harmônicas utilizando a estrutura do NSI já foi implementado. Primeiramente, neste trabalho é apresentado o funcionamento do inversor nove-chaves, a técnica de PWM e o projeto dos filtros passivos. Em segundo lugar é apresentada a modelagem do sistema para componentes harmônicas, fundamentais e CC, deduzindo o comportamento dinâmico do filtro híbrido de potência, e o projeto dos controladores. Por fim, são apresentados os resultados de simulação utilizando o MATLAB® /Simulink, e os resultados experimentais a partir de um protótipo do filtro híbrido, com o intuito de comprovar a eficácia do sistema de controle em estudo.